本周hzangs在最新文献中选取了8篇分享给大家。第1篇文章介绍了细胞外囊泡被内吞后是如何释放其内容物到靶细胞的，这篇文章对于我们理解细胞外囊泡的功能作用机制具有很重要的意义；第2篇文章主要介绍了脂肪来源的小细胞外囊泡减弱软骨变性的功能和机制；第3篇文章介绍了基于深度学习的肺癌病人血液细胞外囊泡发现和诊断应用；相关文章的原文在周一前会发布到论坛同名贴下，需要的可以到论坛下载
1.Endocytosis of Extracellular Vesicles and Release of Their Cargo from Endosomes.[ACS Nano] IF=13.903 PMID：32282185摘要：细胞外囊泡（EVs），例如外泌体，可以通过传递生物分子货物来介导细胞之间的长距离通讯。据推测，细胞外囊泡会在受体细胞中的多泡体（MVB）处进行反向融合，以释放其功能性货物。但是，缺乏直接的证据。追踪高分辨率的细胞外囊泡的细胞吸收以及获得释放细胞外囊泡货物的直接证据具有挑战性，这主要是由于技术限制。在这里，我们开发了一种分析方法，结合了最先进的分子工具和相关的光学和电子显微镜，以鉴定释放细胞外囊泡货物的细胞内位置。通过在EV生产细胞中表达GFP-CD63（GFP与CD63的胞质尾部融合），将GFP加载到EV内。此外，我们通过基因工程改造了一种表达抗GFP荧光体的细胞系，该荧光体可特异性识别EV货物（GFP）。用GFP-CD63 EV孵育表达GFP的抗GFP抗体的细胞，导致形成荧光小点，表明GFP的胞质暴露。在EV受体细胞中未观察到内体损伤。对GFP /流体双阳性点的基本结构的超微结构分析表明，EV货物的释放发生于内体/溶酶体。最后，我们显示中和内体中的内体pH值和胆固醇积累会导致EV货物暴露受阻。总之，我们报道了一部分内在化的细胞外囊泡以依赖于酸化的方式与内体/溶酶体的限制膜融合，从而导致细胞外囊泡的货物暴露于细胞质中。PS：细胞外囊泡能够传递各种活性分子进入靶细胞，但是目前在靶细胞中释放内容物的机制还不了解。这篇文章开发了新的策略并初步解析了细胞外囊泡在靶细胞中释放内容物的做用机制。2.Small extracellular vesicles from human adipose-derived stem cells attenuate cartilage degeneration.[J Extracell Vesicles] IF=11 PMID：32284824摘要：骨关节炎（OA）是一种关节软骨的慢性退行性疾病，是全球最常见的关节疾病。间充质干细胞（MSCs）已被最广泛地用于治疗OA。最近，已经证明，MSC衍生的细胞外囊泡（EV）可能有助于基于MSC的疗法的潜在机制。在这项研究中，我们调查了人类脂肪干细胞来源的细胞外囊泡（hASC-EV）在缓解OA方面的治疗潜力及其机理。通过基于切向流过滤（TFF）系统的多重过滤系统，从hASC的培养上清液中分离出EV。使用动态光散射（DLS），透射电子显微镜（TEM），纳米颗粒跟踪分析（NTA）和流式细胞仪分析对分离出的细胞外囊泡进行表征。hASC-EVs不仅可以促进人OA软骨细胞的增殖和迁移，还可以通过增加Ⅱ型胶原的合成并降低MMP-1，MMP-3，MMP-13和ADAMTS-5的表达来维持软骨细胞基质。体外IL-1β。关节内注射hASC-EV可以显着减缓OA进展，并保护软骨免受碘乙酸单钠（MIA）大鼠和内侧半月板（DMM）小鼠模型的手术不稳定的影响。另外，施用hASC-EV抑制了M1巨噬细胞向滑膜的浸润。总体结果表明，应将hASC-EV视为治疗OA的潜在治疗方法。PS：来自JEV的细胞外囊泡功能研究报道。主要介绍了人脂肪干细胞来源的小细胞外囊泡可以缓解软骨变性，并对其机制进行了解析。3.Early-Stage Lung Cancer Diagnosis by Deep Learning-Based Spectroscopic Analysis of Circulating Exosomes.基于深度学习的循环外泌体光谱分析对早期肺癌的诊断。[ACS Nano] IF=13.903 PMID：32286793摘要：肺癌的死亡率很高，但早期诊断可有助于良好的预后。捕获和检测体液中与肿瘤相关的生物标记物的液体活检具有早期诊断的巨大潜力。外泌体，在血液中发现的纳米级细胞外囊泡，已被作为液体活检的有前途的生物标记。在这里，我们使用基于深度学习的外泌体表面增强拉曼光谱（SERS）证明了对早期肺癌的准确诊断。我们的方法是通过深度学习来探索细胞外泌体的特征，并找出人类血浆外泌体的相似性，而无需学习不足的人类数据。使用来自正常和肺癌细胞系的外来体的SERS信号训练深度学习模型，并且可以将它们分类的准确度为95％。深度学习模型预测，在43例患者中，包括I期和II期癌症患者，血浆外泌体与肺癌细胞外泌体的相似性高于健康对照组的平均值。这种相似性与癌症的进展成正比。值得注意的是，该模型预测整个队列和I期患者的曲线下面积（AUC）为0.912，AUC为0.910。这些结果表明，将外泌体分析和深度学习相结合作为肺癌早期液体活检方法的巨大潜力。PS：文章使用深度学习算法来对肺癌患者血浆外泌体进行识别，并将这一系统用于肺癌的诊断。4.Proteomic and biological profiling of extracellular vesicles from Alzheimer's disease human brain tissues.阿尔茨海默氏病人脑组织来源的细胞外囊泡蛋白质组学和生物学分析。[Alzheimers Dement] IF=14.423 PMID：32301581摘要：来自人阿尔茨海默氏病（AD）生物标本的细胞外囊泡（EVs）包含淀粉样β（Aβ）肽和tau。虽然已知AD EV可影响脑部疾病的病理生物学，但其生化和分子特征仍然不明确。从20 AD和18个对照大脑的皮质灰质中分离出EV。通过免疫测定来测量Tau和Aβ水平。通过定量蛋白质组学和机器学习评估差异表达的EV蛋白。AD EV中pS396 tau和Aβ1-42的水平显着升高。在对照和ADEV中分别检测到高水平的神经元和神经胶质特异因子。与控制组相比，机器学习在AD EV中识别出ANXA5，VGF，GPM6A和ACTZ。他们以88％的准确度将ADEV与测试集中的控制组区分开来。除了Aβ和tau外，ANXA5，VGF，GPM6A和ACTZ是AD细胞外囊泡中的新特征蛋白。PS：这篇研究报道主要介绍了来自于阿尔茨海默病人脑组织的细胞外囊泡蛋白质组学，发现了一些新的特征性蛋白。5.Astrocyte-derived extracellular vesicles: Neuroreparative properties and role in the pathogenesis ofneurodegenerative disorders.星形胶质细胞源性细胞外囊泡：神经修复特性及其在神经退行性疾病发病机理中的作用。[J Control Release] IF=7.901 PMID：32289328摘要：神经细胞释放的细胞外囊泡（EVs）在脑稳态以及神经细胞与周围神经之间的通讯中起重要作用。细胞外囊泡是多种多样的纳米大小的囊泡，可在短和长时间内在细胞之间转运蛋白质，核酸和脂质，因此擅长调节靶细胞。从神经细胞释放的细胞外囊泡与突触可塑性，神经元-神经胶质界面，神经保护，神经再生和神经病理分子的传播有关。这篇综述着重于不断发展的概念，赋予星形胶质细胞分泌的细胞外囊泡各种特性及其在健康和疾病中的潜在作用。早幼星形胶质细胞脱落的EV含有许多神经保护性化合物，包括成纤维细胞生长因子2，血管内皮生长因子和载脂蛋白D。受刺激的星形胶质细胞分泌具有神经保护分子的EV，包括热休克蛋白，突触蛋白1，独特的microRNA和谷氨酸转运蛋白。在特定的培养条件下产生的特征明确的星形胶质细胞衍生的细胞外囊泡（ADEV）和经工程改造可携带所需miRNA或蛋白质的ADEV可能对治疗脑损伤和神经发生性疾病有用。另一方面，在阿尔茨海默氏病（AD），中风，帕金森氏病，肌萎缩性侧索硬化（ALS）和其他神经炎性疾病中，活化星形胶质细胞释放的EV似乎介导或加重了病理过程。这些例子包括ADEV在AD中散布失调的补体系统，介导ALS中的运动神经元毒性以及在炎症条件下刺激外周血白细胞迁移到大脑中。抑制星形胶质细胞活化引起的EV释放或调节ADEV组成的策略可能对治疗神经退行性疾病有益。此外，血液中ADEV的定期分析对于检测神经系统状况不同的星形胶质细胞特异性生物标志物以及用不同的治疗方法监测疾病的进展和缓解也很有用。PS：星形胶质细胞在中枢神经推行性疾病中发挥着重要的功能作用，这篇文章汇总了星形胶质细胞来源的细胞外囊泡在不同疾病中的研究进展。6.Alarmin-painted exosomes elicit persistent antitumor immunity in large established tumors in mice.涂有alarmin蛋白的外泌体在小鼠已确立的大型肿瘤中引起持续的抗肿瘤免疫力。[NatCommun] IF=11.878 PMID：32286296摘要：对于基于树突细胞（DC）的免疫疗法，治疗大型已确立的肿瘤具有挑战性。用携带多种与肿瘤相关的抗原的肿瘤细胞来源的外泌体（TEX）激活DC可增强肿瘤识别能力。添加有效的佐剂，高迁移率基团核小体结合蛋白1（HMGN1），可增强DC激活T细胞的能力并提高疫苗效率。在这里，我们证明通过外泌体锚定肽涂有HMGN1（TEX-N1ND）功能域的TEX增强了DC免疫原性。TEX-N1ND脉冲DC（DCTEX-N1ND）在具有大量肿瘤负担的不同同系小鼠模型中引起长期的抗肿瘤免疫力和肿瘤抑制作用，其中最显着的是免疫原性大的原位肝细胞癌（HCC）。DCTEX-N1ND显示出对淋巴组织的归巢增加，并有助于增强记忆T细胞。重要的是，来自癌症患者的N1ND涂漆的血清外泌体也促进DC活化。我们的研究证明了TEX-N1ND可以增强DC免疫原性并抑制已建立的大型肿瘤，因此为改善基于DC的免疫疗法提供了途径。PS：工程改造外泌体用于肿瘤治疗是目前外泌体研究的重要方向。这篇文章尝试了利用外泌体激活免疫促进肿瘤治疗。7. Exosome-based delivery ofsuper-repressor IκBα relieves sepsis-associated organ damage and mortality.基于外泌体的超级抑制因子IκBα的释放减轻了败血症相关器官的损害和死亡率。[Sci Adv] IF=12.804 PMID：32285005摘要：作为通过将细胞物质转移到受体细胞而在细胞间通讯中发挥积极作用的细胞外囊泡，外泌体具有巨大的潜力，可作为天然的治疗药物递送载体。可以通过引入超级阻遏物IκB（srIκB）减轻各种疾病模型中的炎症反应，该蛋白是IκBα的主要活性形式，可以抑制核因子κB向核内移位。我们先前开发的光遗传工程外泌体系统（EXPLOR）用于将大量srIκB加载到外泌体中。我们显示，腹膜内注射纯化的srIκB负载的外泌体（Exo-srIκBs）可减轻败血症小鼠模型的死亡率和系统性炎症。在一项生物分布研究中，主要在嗜中性粒细胞中观察到Exo-srIκB，在小鼠脾脏和肝脏中观察到的单核细胞较少。此外，我们发现Exo-srIκB减轻了单核细胞THP-1细胞和人脐静脉内皮细胞的炎症反应。PS：李用外泌体作为载体，递送特定的蛋白用于治疗败血症，在模型鼠中取得了不错的成果。8.Visceral Adipose Tissue Derived Exosomes Exacerbate Colitis Severity via Pro-inflammatory miRNAs in High FatDiet Fed Mice.内脏脂肪组织衍生的外泌体通过高脂饮食喂养的小鼠中的促炎性MiRNA加剧结肠炎的严重性。[ACS Nano] IF=13.903 PMID：32275391摘要：一项具有开创性的流行病研究表明，肥胖与结肠炎的风险之间存在密切的联系。在这项研究中，发现高脂饮食会显着加重硫酸葡聚糖硫酸钠（DSS）引起的结肠炎。同时，高脂饮食改变了内脏脂肪外泌体的miRNA谱，使外泌体从抗炎表型转变为促炎表型。令人惊讶的是，这些炎性外泌体有效地循环到肠道固有层，而这些外泌体则通过促进巨噬细胞M1极化使肠道易发炎。从机制上讲，外泌体至少部分通过转移促炎性miRNA（例如miR-155）来促进M1分化。此外，外泌体介导的miR-155抑制剂的递送显着预防了DSS诱导的结肠炎。总之，该研究揭示了肥胖如何加剧结肠炎的外泌体途径，并提出了基于外泌体的结肠炎治疗策略。PS：文章主要揭示了脂肪组织来源的外泌体携带miRNA调控结肠炎病症的功能和机制。阐释了肥胖与结肠炎风险联系的背后机制。
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外泌体资讯网 【2020-15期】This Week in Extracellular Vesicles
